Ingegnerizzazione delle cellule CAR-NK per il trattamento dell’epatocarcinoma cellulare

Abstract

L’epatocarcinoma cellulare (HCC) è un tumore che origina dagli epatociti, cellule che costituiscono il fegato ed è spesso associato a epatiti croniche di origine virale e cirrosi. Il trattamento del tumore al fegato include epatectomia parziale, trapianto e chemio, ma il rischio di ricorrenza rimane alto soprattutto per le forme severe. Pertanto nuove strategie di trattamento sono necessarie per migliorare la prognosi dell’HCC. L’immunoterapia è un approccio alternativo ai trattamenti convenzionali. Le cellule Natural Killer (NK) hanno un ruolo primario nella risposta immunitaria innata ai virus e tumori. La frequenza e la funzione delle NK residenti nel fegato sono strettamente correlate alla ricorrenza ed al tasso di sopravvivenza in pazienti con HCC resecabile. Perciò si ritiene che le cellule NK epatiche svolgano un ruolo importante nella funzione del fegato e nei meccanismi di difesa immunologica contro l’HCC.

Recentemente sono state sviluppate metodologie di modificazione genica per migliorare la specificità e l’efficacia citotossica delle NK contro cellule tumorali, come per esempio l’utilizzo delle molecole CAR (Chimeric Antigen Receptor). Questo studio prevede l’utilizzo di un costrutto innovativo per indurre nelle cellule NK citotossiche specificità verso un determinato antigene tumorale particolarmente rappresentato nell’HCC. Nostri dati preliminari (paper under review – Cellular and Molecular Immunology – Nature Press) hanno dimostrato che la citochina interferon-alpha (IFN-α) significativamente aumenta l’attività anti-tumorale delle cellule NK. Il vettore da noi disegnato è un costrutto di quarta generazione che a valle del CAR porta il segnale di attivazione transmembrana e le molecole di co-stimolazione citoplasmatica CD28 and 4-1BB. Inoltre, il vettore è stato disegnato in due varianti che differiscono per le citochine prodotte: nella prima viene sintetizzata solo al citochina IL15, che aumenta la vitalità delle cellule NK (CAR-IL15-NK). La seconde prevede che la cellula NK CAR+ esprima in aggiunta anche la citochina IFN-α, che aumenta notevolmente la citotossicità delle cellule NK (CAR-IL15-IFNα-NK). Infine, il vettore porta le informazioni per il gene suicida Epidermal Growth Factor Receptor (EGFRt), che trasduce per una forma troncata ed inerte del recettore per il detto fattore di crescita. Il recettore lega l’anticorpo Cetuximab in vivo inducendo la morte delle cellule target per fissazione del complemento. Il gene suicida torna utile per prevenire inattesi effetti collaterali.

Impatto:

L’ingegnerizzazione delle molecule CAR è stata maggiormente studiata nei linfociti T. Tuttavia, le CAR-NK presentano molteplici vantaggi rispetto alle CAR-T. le CAR-NK comportano meno rischi di sviluppo di malattie autoimmuni e formazioni neoplastiche grazie alla loro vita più breve. Inoltre le citochine rilasciate dalle NK, come IFN-γ and granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF), sono considerate clinicamente sicure rispetto alla tempeste citochiniche descritte tra gli effetti collaterali delle terapie CAR-T. A differenza delle CAR-T, le CAR-NK mantengono una capacità intrinseca di riconoscere ed uccidere una cellula tumorale attraverso i recettori che esprimono nativamente, e di conseguenza la possibilità che un tumore possa sfuggire ad una cellule NK è inferiore rispetto ad una cellula T. Infine, le cellule NK non necessitano di matching molecule del complesso di istocompatibilità HLA e non sono in gradi di iniziare processi di Graft-Vs-Host diseases, rischi importanti associati alla immunoterapia CAR-T mediata. Tutto ciò porta alla consapevolezza che le cellule CAR-NK possono realmente rappresentare un prodotto “off-the-shelf” come opzione terapeutica.

Lo scopo di questo studio è di ingegnerizzare cellule NK umane primarie con un CAR specifico per un antigene tumorale espresso nell’HCC. Il goal ultimo, è di ottenere un protocollo virus-free di produzione su larga scala di grado clinico.

Pipeline